为什么 eval 类给我一个从 int 到 double 的转换错误？

Question

我正在尝试制作一种采用字符串公式的方法，并通过以非常小的间隔进行黎曼和来求解该公式的积分。我正在使用 ScriptEngine 和 ScriptEngineManager 类来评估函数（使用 eval() 方法）。出于某种原因，我收到此错误：

线程“main”java.lang.ClassCastException 中的异常：java.lang.Integer 无法转换为 java.lang.Double 在 sum.integral(sum.java:31) 在 sum.main(sum.java:13)

import java.beans.Expression;

import javax.script.ScriptEngine;
import javax.script.ScriptEngineManager;
import javax.script.ScriptException;

public class sum {

    //testing method
    public static void main(String[] args) throws ScriptException {

        double x = integral("5*x^2",0,5);
        System.out.println(x);

    }

    public static double integral(String function, double lower, double upper) throws ScriptException
    {
        double total = 0;

        ScriptEngineManager mgr = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine engine = mgr.getEngineByName("JavaScript");

        //Solves function from upper to lower with a .001 interval, adding it to the total.
        for (double i = lower; i < upper; i+=.001)
        {
            //evaluates the interval
            engine.put("x",i);
            total += (double)engine.eval(function);
        }

        return total;
    }

}

Answer 1

Nashorn 使用optimistic typing（从JDK 8u40 开始），因此当不需要双精度时它将使用整数。因此，您不能指望它返回 Double。

另外，5*x^2 在 JavaScript 中的意思是“五乘以 x 或二”。 ** 求幂运算符是在较新版本的 JavaScript 语言中定义的，但 Nashorn 还不支持它。

如果您将 JavaScript 代码更改为 5*x*x，它会起作用，但这样做会更安全：

total += 0.001 * ((Number)engine.eval(function)).doubleValue();

编译常用代码

由于您在循环中重复调用此函数，因此最好的做法是提前编译该函数。这种性能优化并不是绝对必要的，但因为引擎必须每次都编译你的函数（尽管它可能使用缓存来帮助）。

import javax.script.Compilable;
import javax.script.CompiledScript;
import javax.script.Invocable;
import javax.script.ScriptContext;

CompiledScript compiledScript = ((Compilable)engine)
    .compile("function func(x) { return " + function + "}");
compiledScript.eval(compiledScript.getEngine()
    .getBindings(ScriptContext.ENGINE_SCOPE));

Invocable funcEngine = (Invocable) compiledScript.getEngine();

// . . .

total += 0.001 * ((Number)funcEngine.invokeFunction("func", i)).doubleValue();

使用 ES6 语言特性

将来，当 Nashorn 确实支持 ** 运算符时，如果你想使用它，你可能需要像这样打开 ES6 功能：

import jdk.nashorn.api.scripting.NashornScriptEngineFactory;

NashornScriptEngineFactory factory = new NashornScriptEngineFactory();
ScriptEngine enjin = factory.getScriptEngine("--language=es6");

或者像这样：

java -Dnashorn.args=--language=es6

_{* 已编辑以说明 cmets 中指出的数学修正。}

Answer 2

您的 JS sn-p 返回 Integer (*)，因为 x^2 不是在 JavaScript 中获得 2 次方的正确方法。改用5*Math.pow(x,2)，表达式将返回Double。

在 JavaScript 中，^ 运算符是 bitwise XOR。

另外计算积分的循环是错误的，你需要乘以矩形宽度：

    double delta = 0.001;
    for (double i = lower; i < upper; i += delta) {
        //evaluates the interval
        engine.put("x", i);
        total += delta * ((Number) engine.eval(function)).doubleValue();
    }

(*) 暂定解释见David's answer。但在 cmets 中，@A.Sundararajan 提供了反对这一点的证据。我没有调查确切的原因，我只观察到我得到了一个Integer，并且只是猜测在表达式中使用按位运算（来自 OP 的原始代码）正在触发到整数的转换。我最初编辑了我的帖子以包含“数学错误”的修复，但大卫的新答案（大约 4 分钟 ^^）对于原始问题来说更完整，并且应该仍然是接受的答案恕我直言。